JP2003138042A - 摺動部材およびポンプ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石油類、水、アルカリ水溶液などのさまざま
な流体を使用する場合において、流体の膨潤による寸法
変化が小さく、クリアランスを一定の範囲に保つことが
可能な摺動部材を提供し、また安定性に優れた効率のよ
いポンプを提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂組成物と炭素繊維とを含む
炭素繊維強化プラスチックからなる摺動部材であって、
エポキシ樹脂組成物の硬化物の、２５℃における、石油
類、純水およびアルカリ水溶液を用いた膨潤による寸法
変化率がいずれも０．５％以下である摺動部材。これを
備えるポンプ。
な流体を使用する場合において、流体の膨潤による寸法
変化が小さく、クリアランスを一定の範囲に保つことが
可能な摺動部材を提供し、また安定性に優れた効率のよ
いポンプを提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂組成物と炭素繊維とを含む
炭素繊維強化プラスチックからなる摺動部材であって、
エポキシ樹脂組成物の硬化物の、２５℃における、石油
類、純水およびアルカリ水溶液を用いた膨潤による寸法
変化率がいずれも０．５％以下である摺動部材。これを
備えるポンプ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動部材に関し、
特に当該摺動部材はポンプ、水車等に用いられる円筒状
のベアリング、ウェアリング、ブッシュ、スリーブ、シ
ールリング等、及び板状のベーン等に好適に用いること
ができるものである。また本発明はポンプに関する。
特に当該摺動部材はポンプ、水車等に用いられる円筒状
のベアリング、ウェアリング、ブッシュ、スリーブ、シ
ールリング等、及び板状のベーン等に好適に用いること
ができるものである。また本発明はポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】流体を取り扱う一般的なポンプには、摺
動部材としてベアリング、ウェアリング、ブッシュ、ス
リーブ、シールリング、ベーン等が多く用いられてお
り、これらの部品はポンプ機能・構造上、重要な部位な
ので寸法安定性が必要である。
動部材としてベアリング、ウェアリング、ブッシュ、ス
リーブ、シールリング、ベーン等が多く用いられてお
り、これらの部品はポンプ機能・構造上、重要な部位な
ので寸法安定性が必要である。
【０００３】従来これらの部品は金属、セラミックス、
プラスチックおよびカーボン等によって形成されてい
た。しかし、金属製は熱膨張が大きく、セラミックは脆
性的で長期の使用において難がある、プラスチックは熱
膨張や膨潤により摺動性が悪化しポンプの効率が低下す
るなどの要改善点がある。
プラスチックおよびカーボン等によって形成されてい
た。しかし、金属製は熱膨張が大きく、セラミックは脆
性的で長期の使用において難がある、プラスチックは熱
膨張や膨潤により摺動性が悪化しポンプの効率が低下す
るなどの要改善点がある。
【０００４】特開２００１−８２４８４号公報には径方
向の熱膨張率が小さい炭素繊維強化プラスチックが記載
されている。この場合は、温度変化に対する寸法変化は
小さく、ポンプの効率を向上させる効果が認められる。
しかし流体の種類によっては、炭素繊維強化プラスチッ
クのマトリックス樹脂が膨潤し、熱膨張に匹敵する寸法
変化を引き起こす場合がある。
向の熱膨張率が小さい炭素繊維強化プラスチックが記載
されている。この場合は、温度変化に対する寸法変化は
小さく、ポンプの効率を向上させる効果が認められる。
しかし流体の種類によっては、炭素繊維強化プラスチッ
クのマトリックス樹脂が膨潤し、熱膨張に匹敵する寸法
変化を引き起こす場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、石油類、
水、アルカリ水溶液などのさまざまな流体を使用する場
合において、流体の湿潤による寸法変化が小さく、クリ
アランスを一定の範囲に保つことが可能な摺動部材、特
には円筒状あるいは板状摺動部材を提供するものであ
り、またこのように優れた摺動部材、特には円筒状摺動
部材を使用したベアリング、ウェアリング、ブッシュ、
スリーブ、シールリング等、板状摺動部材を使用したベ
ーン等を備えた安定性に優れた効率のよいポンプを提供
するものである。
水、アルカリ水溶液などのさまざまな流体を使用する場
合において、流体の湿潤による寸法変化が小さく、クリ
アランスを一定の範囲に保つことが可能な摺動部材、特
には円筒状あるいは板状摺動部材を提供するものであ
り、またこのように優れた摺動部材、特には円筒状摺動
部材を使用したベアリング、ウェアリング、ブッシュ、
スリーブ、シールリング等、板状摺動部材を使用したベ
ーン等を備えた安定性に優れた効率のよいポンプを提供
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹脂
組成物と炭素繊維とを含む炭素繊維強化プラスチックか
らなる摺動部材であって、該エポキシ樹脂組成物の硬化
物の、２５℃における、石油類、純水およびアルカリ水
溶液を用いた膨潤による寸法変化率がいずれも０．５％
以下であることを特徴とする摺動部材である。
組成物と炭素繊維とを含む炭素繊維強化プラスチックか
らなる摺動部材であって、該エポキシ樹脂組成物の硬化
物の、２５℃における、石油類、純水およびアルカリ水
溶液を用いた膨潤による寸法変化率がいずれも０．５％
以下であることを特徴とする摺動部材である。
【０００７】本発明はまた、エポキシ樹脂組成物と炭素
繊維とを含む炭素繊維強化プラスチックからなり、流体
に接触した状態で使用する摺動部材であって、該エポキ
シ樹脂組成物の硬化物の、２５℃における、該流体を用
いた膨潤による寸法変化率が０．５％以下であることを
特徴とする摺動部材である。
繊維とを含む炭素繊維強化プラスチックからなり、流体
に接触した状態で使用する摺動部材であって、該エポキ
シ樹脂組成物の硬化物の、２５℃における、該流体を用
いた膨潤による寸法変化率が０．５％以下であることを
特徴とする摺動部材である。
【０００８】この摺動部材において、前記エポキシ樹脂
組成物が（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部、および
（Ｃ）ジアミノジフェニルスルホン ２０〜４５質量部
を含むことが好ましい。
組成物が（Ａ）エポキシ樹脂 １００質量部、および
（Ｃ）ジアミノジフェニルスルホン ２０〜４５質量部
を含むことが好ましい。
【０００９】前記エポキシ樹脂組成物が（Ａ）エポキシ
樹脂および（Ｂ）熱可塑性樹脂を合計で１００質量部、
並びに（Ｃ）ジアミノジフェニルスルホン ２０〜４５
質量部を含むことも好ましい。
樹脂および（Ｂ）熱可塑性樹脂を合計で１００質量部、
並びに（Ｃ）ジアミノジフェニルスルホン ２０〜４５
質量部を含むことも好ましい。
【００１０】前記エポキシ樹脂（Ａ）が、（ａ１）ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂、（ａ２）ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂、（ａ３−１）フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、（ａ３−２）クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂、および（ａ４）４官能グリシジルアミン
型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる一種または２種
以上のエポキシ樹脂を含むことも好ましい。
フェノールＡ型エポキシ樹脂、（ａ２）ビスフェノール
Ｆ型エポキシ樹脂、（ａ３−１）フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、（ａ３−２）クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂、および（ａ４）４官能グリシジルアミン
型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる一種または２種
以上のエポキシ樹脂を含むことも好ましい。
【００１１】前記熱可塑性樹脂が、（ｂ１）フェノキシ
樹脂、（ｂ２）ポリビニルホルマール樹脂、および（ｂ
３）共重合ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる一
種または２種以上の熱可塑性樹脂を含むことも好まし
い。
樹脂、（ｂ２）ポリビニルホルマール樹脂、および（ｂ
３）共重合ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる一
種または２種以上の熱可塑性樹脂を含むことも好まし
い。
【００１２】前記炭素繊維が、引張弾性率が４５ＧＰａ
〜９５０ＧＰａの範囲にある連続炭素繊維であることも
好ましい。
〜９５０ＧＰａの範囲にある連続炭素繊維であることも
好ましい。
【００１３】内筒側と外筒側とが対になって用いられる
一対のウェアリング用円筒状摺動部材のうちの一方の円
筒状摺動部材用であって、他方の円筒状摺動部材との間
に形成されるクリアランスが該内筒側の円筒状摺動部材
の外径の０．４％以下である上記摺動部材も好ましい。
一対のウェアリング用円筒状摺動部材のうちの一方の円
筒状摺動部材用であって、他方の円筒状摺動部材との間
に形成されるクリアランスが該内筒側の円筒状摺動部材
の外径の０．４％以下である上記摺動部材も好ましい。
【００１４】放射状の溝を有するローターと該溝に差し
込まれたベーンを有するベーンポンプのベーンとして用
いられる板状摺動部材用であって、ローターとの間に形
成されるクリアランスが０．３〜２．０ｍｍである上記
摺動部材も好ましい。
込まれたベーンを有するベーンポンプのベーンとして用
いられる板状摺動部材用であって、ローターとの間に形
成されるクリアランスが０．３〜２．０ｍｍである上記
摺動部材も好ましい。
【００１５】本発明はまた、上記摺動部材を備えること
を特徴とするポンプも包含する。
を特徴とするポンプも包含する。
【００１６】
【発明の実施の形態】〔寸法変化率〕本発明において、
膨潤による寸法変化率は、次のように測定される。ま
ず、エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる６０ｍｍ×１
０ｍｍ×３ｍｍの板状の試験体を用意し、この試験体を
１００℃で５時間真空脱気した後のその長辺（６０ｍｍ
の辺）の長さをＬ１とする。次に、この試験体を流体に
接触させ、膨潤が平衡に達した時点での上記長辺の長さ
を寸法Ｌ２とする。このとき上記寸法変化率は、（Ｌ２
−Ｌ１）／Ｌ１×１００（％）として表される。一連の
試験は２５℃で行う。
膨潤による寸法変化率は、次のように測定される。ま
ず、エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる６０ｍｍ×１
０ｍｍ×３ｍｍの板状の試験体を用意し、この試験体を
１００℃で５時間真空脱気した後のその長辺（６０ｍｍ
の辺）の長さをＬ１とする。次に、この試験体を流体に
接触させ、膨潤が平衡に達した時点での上記長辺の長さ
を寸法Ｌ２とする。このとき上記寸法変化率は、（Ｌ２
−Ｌ１）／Ｌ１×１００（％）として表される。一連の
試験は２５℃で行う。
【００１７】前記流体としては本発明の摺動部材の使用
環境により適宜選ぶことができる。石油類（原油、ナフ
サ、軽油、灯油、ＬＰＧ）、純水、アルカリ水溶液など
がその代表例である。原油、ナフサ、軽油、灯油および
ＬＰＧのうちのいずれかについて寸法変化率が０．５％
以下であり、かつ、純水およびアルカリ水溶液（濃度１
２質量％の水酸化ナトリウム水溶液）についても寸法変
化率が０．５％以下であるエポキシ樹脂組成物を用いた
摺動部材は、多様な使用環境下で良好に使用できるた
め、好ましい。同様の観点から、これら全て、すなわち
原油、ナフサ、軽油、灯油、ＬＰＧ、純水および上記ア
ルカリ水溶液の全てについてそれぞれ寸法変化率が０．
５％以下であるエポキシ樹脂組成物を用いた摺動部材
は、さらに好ましい。
環境により適宜選ぶことができる。石油類（原油、ナフ
サ、軽油、灯油、ＬＰＧ）、純水、アルカリ水溶液など
がその代表例である。原油、ナフサ、軽油、灯油および
ＬＰＧのうちのいずれかについて寸法変化率が０．５％
以下であり、かつ、純水およびアルカリ水溶液（濃度１
２質量％の水酸化ナトリウム水溶液）についても寸法変
化率が０．５％以下であるエポキシ樹脂組成物を用いた
摺動部材は、多様な使用環境下で良好に使用できるた
め、好ましい。同様の観点から、これら全て、すなわち
原油、ナフサ、軽油、灯油、ＬＰＧ、純水および上記ア
ルカリ水溶液の全てについてそれぞれ寸法変化率が０．
５％以下であるエポキシ樹脂組成物を用いた摺動部材
は、さらに好ましい。
【００１８】本発明のような寸法変化率を有するエポキ
シ樹脂組成物を含む炭素繊維強化プラスチック製摺動部
材は摺動部材同士のクリアランス維持、耐腐食性、耐摩
耗性、折れにくさに優れるものである。
シ樹脂組成物を含む炭素繊維強化プラスチック製摺動部
材は摺動部材同士のクリアランス維持、耐腐食性、耐摩
耗性、折れにくさに優れるものである。
【００１９】〔エポキシ樹脂組成物〕エポキシ樹脂組成
物は、少なくとも一種のエポキシ樹脂と硬化剤を含む組
成物を意味する。
物は、少なくとも一種のエポキシ樹脂と硬化剤を含む組
成物を意味する。
【００２０】本発明の摺動部材に使用するエポキシ樹脂
組成物は耐熱性に優れていることが好ましく、その硬化
物のガラス転移点が１７０℃以上、より好ましくは２０
０℃以上であることがよい。ガラス転移点が１７０℃未
満では高温の流体を使用するポンプに使用した際に、変
形する可能性が出てくるという点で不利である。
組成物は耐熱性に優れていることが好ましく、その硬化
物のガラス転移点が１７０℃以上、より好ましくは２０
０℃以上であることがよい。ガラス転移点が１７０℃未
満では高温の流体を使用するポンプに使用した際に、変
形する可能性が出てくるという点で不利である。
【００２１】また、本発明の摺動部材に使用するエポキ
シ樹脂組成物は使用流体に対する耐吸湿性に優れている
ことが好ましい。エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水率
は好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下であ
り、吸油率は好ましくは３％以下、より好ましくは１％
以下である。吸水率が５％を越えると純水に対する寸法
変化率が前記範囲外となる傾向があるという点で不利で
あり、吸油率が３％未満では石油類に対する寸法変化率
が前記範囲外となる傾向があるという点で不利である。
シ樹脂組成物は使用流体に対する耐吸湿性に優れている
ことが好ましい。エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸水率
は好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下であ
り、吸油率は好ましくは３％以下、より好ましくは１％
以下である。吸水率が５％を越えると純水に対する寸法
変化率が前記範囲外となる傾向があるという点で不利で
あり、吸油率が３％未満では石油類に対する寸法変化率
が前記範囲外となる傾向があるという点で不利である。
【００２２】ここで、吸水率、吸油率は、質量がＷ１
（試験体：６０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍの板状。）であ
るエポキシ樹脂組成物の硬化物を水または石油類に浸漬
し、吸湿が平衡に達した時点での質量Ｗ２から求められ
る数値であり、（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１×１００（％）と
して表される。
（試験体：６０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍの板状。）であ
るエポキシ樹脂組成物の硬化物を水または石油類に浸漬
し、吸湿が平衡に達した時点での質量Ｗ２から求められ
る数値であり、（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１×１００（％）と
して表される。
【００２３】エポキシ樹脂組成物としては、硬化後の２
５℃における膨潤による寸法変化率が０．５％以下であ
ればよい。中でも、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｃ）ジアミ
ノジフェニルスルホン（硬化剤）とを含むエポキシ樹脂
組成物、あるいは、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）熱可塑
性樹脂と（Ｃ）ジアミノジフェニルスルホンとを含む樹
脂組成物が好ましい。
５℃における膨潤による寸法変化率が０．５％以下であ
ればよい。中でも、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｃ）ジアミ
ノジフェニルスルホン（硬化剤）とを含むエポキシ樹脂
組成物、あるいは、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）熱可塑
性樹脂と（Ｃ）ジアミノジフェニルスルホンとを含む樹
脂組成物が好ましい。
【００２４】該エポキシ樹脂（Ａ）としては次に示す成
分（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）および（ａ４）から選
ばれる単独あるいはこれらの２種以上の組み合わせから
なるエポキシ樹脂を使用することができる。 成分（ａ１）：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、 成分（ａ２）：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、 成分（ａ３）：成分（ａ３−１）および／または成分
（ａ３−１） 成分（ａ３−１）：フェノールノボラック型エポキシ樹
脂 成分（ａ３−２）：クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、 成分（ａ４）：４官能グリシジルアミン型エポキシ樹
脂。
分（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）および（ａ４）から選
ばれる単独あるいはこれらの２種以上の組み合わせから
なるエポキシ樹脂を使用することができる。 成分（ａ１）：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、 成分（ａ２）：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、 成分（ａ３）：成分（ａ３−１）および／または成分
（ａ３−１） 成分（ａ３−１）：フェノールノボラック型エポキシ樹
脂 成分（ａ３−２）：クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、 成分（ａ４）：４官能グリシジルアミン型エポキシ樹
脂。
【００２５】また熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、次に示
す成分（ｂ１）〜（ｂ３）から選ばれる単独あるいはこ
れらの２種以上の組み合わせを使用することができる。 成分（ｂ１）：フェノキシ樹脂、 成分（ｂ２）：ポリビニルホルマール樹脂、 成分（ｂ３）：共重合ポリエステル樹脂。
す成分（ｂ１）〜（ｂ３）から選ばれる単独あるいはこ
れらの２種以上の組み合わせを使用することができる。 成分（ｂ１）：フェノキシ樹脂、 成分（ｂ２）：ポリビニルホルマール樹脂、 成分（ｂ３）：共重合ポリエステル樹脂。
【００２６】本発明において用いられる（ａ１）成分の
配合割合は２０〜４０質量部であることが好ましく、よ
り好ましくは２５〜３５質量部である。（ａ１）成分が
２０質量部より少ない場合は樹脂組成物の粘度が高くな
り炭素繊維等の繊維束への含浸が困難になる傾向がある
一方、中間材であるプリプレグにしたときのタックがな
くなる傾向があるという点で不利である。４０質量部よ
り多くなるとプリプレグにしたときのタックが強くな
り、その取り扱いが困難になる傾向があるとともに、複
合材料にしたときのコンポジット物性が劣り、耐熱性、
耐湿性が低下する傾向があるという点で不利である。
配合割合は２０〜４０質量部であることが好ましく、よ
り好ましくは２５〜３５質量部である。（ａ１）成分が
２０質量部より少ない場合は樹脂組成物の粘度が高くな
り炭素繊維等の繊維束への含浸が困難になる傾向がある
一方、中間材であるプリプレグにしたときのタックがな
くなる傾向があるという点で不利である。４０質量部よ
り多くなるとプリプレグにしたときのタックが強くな
り、その取り扱いが困難になる傾向があるとともに、複
合材料にしたときのコンポジット物性が劣り、耐熱性、
耐湿性が低下する傾向があるという点で不利である。
【００２７】本発明においてエポキシ樹脂成分として用
いられる成分（ａ２）の配合割合は２０〜４０質量部で
あることが好ましく、より好ましくは２５〜３５質量部
である。成分（ａ２）が４０質量部より多くなると樹脂
配合物の粘度調整が難しくなり適正なプリプレグの製造
が困難となる傾向があり、さらに硬化物のガラス転移温
度が低下し耐熱性が低下する傾向があるという点で不利
である。
いられる成分（ａ２）の配合割合は２０〜４０質量部で
あることが好ましく、より好ましくは２５〜３５質量部
である。成分（ａ２）が４０質量部より多くなると樹脂
配合物の粘度調整が難しくなり適正なプリプレグの製造
が困難となる傾向があり、さらに硬化物のガラス転移温
度が低下し耐熱性が低下する傾向があるという点で不利
である。
【００２８】成分（ａ３）の配合割合は２０〜７０質量
部であることが好ましく、より好ましくは３０〜５５質
量部である。成分（ａ３）が２０質量部より少ないとＣ
ＦＲＰとしての耐熱性が低下する傾向があるという点で
不利であり、７０質量部より多くなるとエポキシ樹脂成
分の粘度が高くなり炭素繊維等の繊維束への含浸が困難
となる傾向があるという点で不利である。
部であることが好ましく、より好ましくは３０〜５５質
量部である。成分（ａ３）が２０質量部より少ないとＣ
ＦＲＰとしての耐熱性が低下する傾向があるという点で
不利であり、７０質量部より多くなるとエポキシ樹脂成
分の粘度が高くなり炭素繊維等の繊維束への含浸が困難
となる傾向があるという点で不利である。
【００２９】本発明において４官能グリシジルアミン型
エポキシ樹脂として用いられる成分（ａ４）の配合割合
は３５質量部以下であることが好ましく、より好ましく
は１５〜２５質量部である。成分（ａ４）が３５質量部
より多くなるとプリプレグの貯蔵安定性および耐湿性が
悪くなる傾向があるという点で不利である。
エポキシ樹脂として用いられる成分（ａ４）の配合割合
は３５質量部以下であることが好ましく、より好ましく
は１５〜２５質量部である。成分（ａ４）が３５質量部
より多くなるとプリプレグの貯蔵安定性および耐湿性が
悪くなる傾向があるという点で不利である。
【００３０】本発明に用いられる成分（Ｂ）の配合割合
は５〜２０質量部であることが好ましく、より好ましく
は１０〜１５質量部である。成分（Ｂ）を使用すると成
形加工時の粘度低下を防止でき、樹脂漏れ、浸みだし等
を防止する観点から５質量部以上が好ましい。２０質量
部を超えると粘度が高くなり、プリプレグの製造時にＣ
Ｆトウへの樹脂含浸が難しくなる傾向があるという点で
不利である。
は５〜２０質量部であることが好ましく、より好ましく
は１０〜１５質量部である。成分（Ｂ）を使用すると成
形加工時の粘度低下を防止でき、樹脂漏れ、浸みだし等
を防止する観点から５質量部以上が好ましい。２０質量
部を超えると粘度が高くなり、プリプレグの製造時にＣ
Ｆトウへの樹脂含浸が難しくなる傾向があるという点で
不利である。
【００３１】以上述べた、成分（ａ１）〜（ａ４）およ
び成分（Ｂ）についての好ましい配合割合は、これらの
うちの２種以上を使用する場合のこれらの好ましい相対
量を示すものである。例えば、成分（ａ１）を使用せ
ず、成分（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）および（Ｂ）を
使用する場合、それぞれ２０〜４０質量部、２０〜７０
質量部、３５質量部以下、５〜２０質量部の相対割合で
配合することが好ましい。また例えば、成分（Ａ）とし
て（ａ１）のみを使用し、成分（Ｂ）を使用する場合、
それぞれ２０〜４０質量部、５〜２０質量部の範囲で配
合することが好ましい。成分（Ａ）として（ａ１）のみ
を使用し、成分（Ｂ）をしない場合は、成分（Ａ）の全
てが成分（ａ１）となる。
び成分（Ｂ）についての好ましい配合割合は、これらの
うちの２種以上を使用する場合のこれらの好ましい相対
量を示すものである。例えば、成分（ａ１）を使用せ
ず、成分（ａ２）、（ａ３）、（ａ４）および（Ｂ）を
使用する場合、それぞれ２０〜４０質量部、２０〜７０
質量部、３５質量部以下、５〜２０質量部の相対割合で
配合することが好ましい。また例えば、成分（Ａ）とし
て（ａ１）のみを使用し、成分（Ｂ）を使用する場合、
それぞれ２０〜４０質量部、５〜２０質量部の範囲で配
合することが好ましい。成分（Ａ）として（ａ１）のみ
を使用し、成分（Ｂ）をしない場合は、成分（Ａ）の全
てが成分（ａ１）となる。
【００３２】本発明に用いられる成分（Ｃ）の配合割合
は前記成分（Ａ）および（Ｂ）の総量を１００質量部と
したとき、これに対し２０〜４５質量部であることが好
ましく、より好ましくは３０〜４０質量部である。成分
（Ｃ）が２０質量部未満では耐熱性が低下し適正な成形
物が得にくくなる傾向があるという点で不利である。４
５質量部を超えると貯蔵安定性、寸法変化率および耐湿
性が悪くなる傾向があるという点で不利である。
は前記成分（Ａ）および（Ｂ）の総量を１００質量部と
したとき、これに対し２０〜４５質量部であることが好
ましく、より好ましくは３０〜４０質量部である。成分
（Ｃ）が２０質量部未満では耐熱性が低下し適正な成形
物が得にくくなる傾向があるという点で不利である。４
５質量部を超えると貯蔵安定性、寸法変化率および耐湿
性が悪くなる傾向があるという点で不利である。
【００３３】本発明ににおける成分（ａ１）のビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂としては、室温で固形、半固
形、液状のビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂のいずれか
あるいは２以上の組み合わせを用いることができ、液状
のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を好ましく用いるこ
とができる。
ノールＡ型エポキシ樹脂としては、室温で固形、半固
形、液状のビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂のいずれか
あるいは２以上の組み合わせを用いることができ、液状
のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を好ましく用いるこ
とができる。
【００３４】例えば液状のものはエピコート８２５、エ
ピコート８２７、エピコート８２８（各々商品名、ジャ
パンエポキシレジン社製）、エポトートＹＤ１２８（商
品名、東都化成社製）、エピクロン８４０、エピクロン
８５０、エピクロン８５５（各々商品名、大日本インキ
化学工業社製）、ＤＥＲ３３０、ＤＥＲ３３１、ＤＥＲ
３３２（各々商品名、ダウケミカル社製）、アラルダイ
トＣＹ２０５、アラルダイトＣＹ２３０、アラルダイト
ＣＹ２３２、アラルダイトＣＹ２２１、アラルダイトＧ
Ｙ２５７、アラルダイトＧＹ２５２、アラルダイトＧＹ
２５５、アラルダイトＧＹ２５０、アラルダイトＧＹ２
６０、アラルダイトＧＹ２８０（各々商品名、旭化成エ
ポキシ社製）等が使用でき、半固形のものはエピコート
８３４（商品名、ジャパンエポキシレジン社製）等が使
用でき、固形のものはエピコート１００１、エピコート
１００２、エピコート１００４、エピコート１００９
（各々商品名、ジャパンエポキシレジン社製）、エポト
ートＹＤ０１１、エポトートＹＤ０１２、エポトートＹ
Ｄ０１４、エポトートＹＤ０１７、エポトートＹＤ０１
９、エポトートＹＤ０２０（各々商品名、東都化成社
製）、エピクロン８６０、エピクロン１０５０、エピク
ロン３０５０、エピクロン４０５０、エピクロン７０５
０（各々商品名、大日本インキ化学工業社製）、ＤＥＲ
６６２、ＤＥＲ６６２Ｕ、ＤＥＲ６６３Ｕ（各々商品
名、ダウケミカル社製）アラルダイトＧＹ６０７１、ア
ラルダイトＧＹ７０７１、アラルダイトＧＹ７０７２
（各々商品名、旭化成エポキシ社製）等が使用できる。
ピコート８２７、エピコート８２８（各々商品名、ジャ
パンエポキシレジン社製）、エポトートＹＤ１２８（商
品名、東都化成社製）、エピクロン８４０、エピクロン
８５０、エピクロン８５５（各々商品名、大日本インキ
化学工業社製）、ＤＥＲ３３０、ＤＥＲ３３１、ＤＥＲ
３３２（各々商品名、ダウケミカル社製）、アラルダイ
トＣＹ２０５、アラルダイトＣＹ２３０、アラルダイト
ＣＹ２３２、アラルダイトＣＹ２２１、アラルダイトＧ
Ｙ２５７、アラルダイトＧＹ２５２、アラルダイトＧＹ
２５５、アラルダイトＧＹ２５０、アラルダイトＧＹ２
６０、アラルダイトＧＹ２８０（各々商品名、旭化成エ
ポキシ社製）等が使用でき、半固形のものはエピコート
８３４（商品名、ジャパンエポキシレジン社製）等が使
用でき、固形のものはエピコート１００１、エピコート
１００２、エピコート１００４、エピコート１００９
（各々商品名、ジャパンエポキシレジン社製）、エポト
ートＹＤ０１１、エポトートＹＤ０１２、エポトートＹ
Ｄ０１４、エポトートＹＤ０１７、エポトートＹＤ０１
９、エポトートＹＤ０２０（各々商品名、東都化成社
製）、エピクロン８６０、エピクロン１０５０、エピク
ロン３０５０、エピクロン４０５０、エピクロン７０５
０（各々商品名、大日本インキ化学工業社製）、ＤＥＲ
６６２、ＤＥＲ６６２Ｕ、ＤＥＲ６６３Ｕ（各々商品
名、ダウケミカル社製）アラルダイトＧＹ６０７１、ア
ラルダイトＧＹ７０７１、アラルダイトＧＹ７０７２
（各々商品名、旭化成エポキシ社製）等が使用できる。
【００３５】液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂あ
るいは（ａ２）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を成分
（Ａ）の一部として使用すると、本発明の樹脂組成物の
粘度調整が容易になり、炭素繊維に容易に含浸すること
ができプリプレグの製造や成形に好適となる。
るいは（ａ２）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を成分
（Ａ）の一部として使用すると、本発明の樹脂組成物の
粘度調整が容易になり、炭素繊維に容易に含浸すること
ができプリプレグの製造や成形に好適となる。
【００３６】以下、２０℃で液状の樹脂とは通常２０℃
で１００〜１０００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１００
０〜５００００ｍＰａ・ｓの範囲にある樹脂のことをい
う。
で１００〜１０００００ｍＰａ・ｓ、好ましくは１００
０〜５００００ｍＰａ・ｓの範囲にある樹脂のことをい
う。
【００３７】本発明における成分（ａ２）のビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂の例としてはエピコート８０６、
エピコート８０７（ジャパンエポキシレジン社製）、エ
ポトートＹＤＦ１７０（東都化成社製）、エピクロン８
３０、エピクロン８３０Ｓ、エピクロン８３０ＬＶＰ、
エピクロン８３５、エピクロン８３５ＬＶ（大日本イン
キ化学工業社製）等の商品名で市販されているものが挙
げられ、これらは全て２０℃で液状である。
ールＦ型エポキシ樹脂の例としてはエピコート８０６、
エピコート８０７（ジャパンエポキシレジン社製）、エ
ポトートＹＤＦ１７０（東都化成社製）、エピクロン８
３０、エピクロン８３０Ｓ、エピクロン８３０ＬＶＰ、
エピクロン８３５、エピクロン８３５ＬＶ（大日本イン
キ化学工業社製）等の商品名で市販されているものが挙
げられ、これらは全て２０℃で液状である。
【００３８】成分（ａ３）のフェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂および／またはクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂としては、常温で液状、半固形状あるいは固体
状のものを単独であるいは適宜組み合わせて使用でき
る。
ポキシ樹脂および／またはクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂としては、常温で液状、半固形状あるいは固体
状のものを単独であるいは適宜組み合わせて使用でき
る。
【００３９】該フェノールノボラック型エポキシ樹脂と
しては２０℃で液状、半固形、固形のものが使用でき、
液状のものとしては、エピコート１５２（商品名、ジャ
パンエポキシレジン社製）、ＤＥＮ４３１、ＤＥＮ４３
８（各々商品名、ダウケミカル社製）、エピクロンＮ−
７３８（商品名、日本化薬社製）等が使用でき、半固形
のものとしては、エピコート１５４（商品名、ジャパン
エポキシレジン社製）、エポトートＹＤＰＮ−６３８
（商品名、東都化成社製）、ＤＥＮ４３９（商品名、ダ
ウケミカル社製）、エピクロンＮ−７４０（商品名、日
本化薬社製）等が使用でき、固形のものとしては、エポ
トートＹＤＰＮ−６０１、エポトートＹＤＰＮ−６０２
（各々商品名、東都化成社製）、エピクロンＮ−７７
０、エピクロンＮ−７７５、ＥＰＰＮ−２０１（各々商
品名、日本化薬社製）等が使用できる。
しては２０℃で液状、半固形、固形のものが使用でき、
液状のものとしては、エピコート１５２（商品名、ジャ
パンエポキシレジン社製）、ＤＥＮ４３１、ＤＥＮ４３
８（各々商品名、ダウケミカル社製）、エピクロンＮ−
７３８（商品名、日本化薬社製）等が使用でき、半固形
のものとしては、エピコート１５４（商品名、ジャパン
エポキシレジン社製）、エポトートＹＤＰＮ−６３８
（商品名、東都化成社製）、ＤＥＮ４３９（商品名、ダ
ウケミカル社製）、エピクロンＮ−７４０（商品名、日
本化薬社製）等が使用でき、固形のものとしては、エポ
トートＹＤＰＮ−６０１、エポトートＹＤＰＮ−６０２
（各々商品名、東都化成社製）、エピクロンＮ−７７
０、エピクロンＮ−７７５、ＥＰＰＮ−２０１（各々商
品名、日本化薬社製）等が使用できる。
【００４０】該クレゾールノボラック型エポキシ樹脂と
しては、通常２０℃で固形のものが知られており、エポ
トートＹＤＣＮ７０１、エポトートＹＤＣＮ７０２、エ
ポトートＹＤＣＮ７０３、エポトートＹＤＣＮ７０４
（各々商品名、東都化成社製）、エピクロンＮ−６６
０、エピクロンＮ−６６５、エピクロンＮ−６６７、エ
ピクロンＮ−６７０、エピクロンＮ−６７３、エピクロ
ンＮ−６８０、エピクロンＮ−６９０、エピクロンＮ一
６９５（各々商品名、大日本インキ化学社製）、ＥＳＣ
Ｎ−１９５Ｘ、ＥＳＣＮ−２２０（各々商品名、住友化
学工業社製）、ＥＯＣＮ−１０２０、ＥＯＣＮ−１０２
５、ＥＯＣＮ−１０２７、ＥＯＣＮ−１０２Ｓ、ＥＯＣ
Ｎ−１０３Ｓ、ＥＯＣＮ−１０４Ｓ（各々商品名、日本
化薬社製）等が使用できる。
しては、通常２０℃で固形のものが知られており、エポ
トートＹＤＣＮ７０１、エポトートＹＤＣＮ７０２、エ
ポトートＹＤＣＮ７０３、エポトートＹＤＣＮ７０４
（各々商品名、東都化成社製）、エピクロンＮ−６６
０、エピクロンＮ−６６５、エピクロンＮ−６６７、エ
ピクロンＮ−６７０、エピクロンＮ−６７３、エピクロ
ンＮ−６８０、エピクロンＮ−６９０、エピクロンＮ一
６９５（各々商品名、大日本インキ化学社製）、ＥＳＣ
Ｎ−１９５Ｘ、ＥＳＣＮ−２２０（各々商品名、住友化
学工業社製）、ＥＯＣＮ−１０２０、ＥＯＣＮ−１０２
５、ＥＯＣＮ−１０２７、ＥＯＣＮ−１０２Ｓ、ＥＯＣ
Ｎ−１０３Ｓ、ＥＯＣＮ−１０４Ｓ（各々商品名、日本
化薬社製）等が使用できる。
【００４１】成分（ａ４）の４官能グリシジルアミン型
エポキシ樹脂の例としてはＹＨ４３４（商品名、東都化
成社製）、ＹＨ４３４Ｌ（商品名、東都化成社製）、ス
ミエポキシＥＬＭ４３４、スミエポキシＥＬＭ４３４Ｈ
Ｖ（各々商品名、住友化学工業社製）、エピコート６０
４（商品名、ジャパンエポキシレジン社製）、ＭＹ７２
０（商品名、チバ・ガイギー社製）等が挙げられる。
エポキシ樹脂の例としてはＹＨ４３４（商品名、東都化
成社製）、ＹＨ４３４Ｌ（商品名、東都化成社製）、ス
ミエポキシＥＬＭ４３４、スミエポキシＥＬＭ４３４Ｈ
Ｖ（各々商品名、住友化学工業社製）、エピコート６０
４（商品名、ジャパンエポキシレジン社製）、ＭＹ７２
０（商品名、チバ・ガイギー社製）等が挙げられる。
【００４２】成分（Ｂ）のフェノキシ樹脂の例としてフ
ェノトートＹＰ−５０、フェノトートＹＰ−７０（各々
商品名、東都化成社製）、エピコートＯＬ−５３（商品
名、ジャパンエポキシレジン社製）、スミエポキシＥＳ
Ｐ−５０（商品名、住友化学工業社製）等が挙げられ
る。
ェノトートＹＰ−５０、フェノトートＹＰ−７０（各々
商品名、東都化成社製）、エピコートＯＬ−５３（商品
名、ジャパンエポキシレジン社製）、スミエポキシＥＳ
Ｐ−５０（商品名、住友化学工業社製）等が挙げられ
る。
【００４３】成分（Ｃ）のジアミノジフェニルスルホン
としては４、４’−ジアミノジフェニルスルホンおよび
３、３’−ジアミノジフェニルスルホンのいずれも使用
でき、これらの混合物でも良い。
としては４、４’−ジアミノジフェニルスルホンおよび
３、３’−ジアミノジフェニルスルホンのいずれも使用
でき、これらの混合物でも良い。
【００４４】ジアミノジフェニルスルホンは室温で粉末
状であり、粒径の上限が好ましくは２０μｍ以下、より
好ましくは１７μｍ以下、さらに好ましくは１２μｍ以
下のもので、かつ粒径の下限が好ましくは０．０１μｍ
以上、より好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましく
は１μｍ以上の粉末粒子がジアミノジフェニルスルホン
の粉末粒子全体に占める割合が好ましくは６５質量％以
上、より好ましくは７０質量％以上。さらに好ましくは
８０質量％以上の粒径分布であると均一な硬化物が得ら
れ好ましい。
状であり、粒径の上限が好ましくは２０μｍ以下、より
好ましくは１７μｍ以下、さらに好ましくは１２μｍ以
下のもので、かつ粒径の下限が好ましくは０．０１μｍ
以上、より好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましく
は１μｍ以上の粉末粒子がジアミノジフェニルスルホン
の粉末粒子全体に占める割合が好ましくは６５質量％以
上、より好ましくは７０質量％以上。さらに好ましくは
８０質量％以上の粒径分布であると均一な硬化物が得ら
れ好ましい。
【００４５】成分（Ａ）および成分（Ｂ）の合計で１０
０質量部（成分（Ｂ）の量は０（ゼロ）であってもよ
い）、並びに成分（Ｃ）２０〜４５質量部からなるエポ
キシ樹脂組成物を用いた場合、本発明の効果が顕著に発
揮されるため好ましい。また、本発明のエポキシ樹脂組
成物においてはその性能を損なわない範囲で、靭性付与
剤、フィラー、着色剤等、また前記成分（ａ１）〜（ａ
４）以外のエポキシ樹脂を配合することができる。
０質量部（成分（Ｂ）の量は０（ゼロ）であってもよ
い）、並びに成分（Ｃ）２０〜４５質量部からなるエポ
キシ樹脂組成物を用いた場合、本発明の効果が顕著に発
揮されるため好ましい。また、本発明のエポキシ樹脂組
成物においてはその性能を損なわない範囲で、靭性付与
剤、フィラー、着色剤等、また前記成分（ａ１）〜（ａ
４）以外のエポキシ樹脂を配合することができる。
【００４６】本発明の樹脂組成物に所望に応じて含有す
ることのできる前記成分（ａ１）〜（ａ４）以外のエポ
キシ樹脂としては環式脂肪族エポキシ樹脂、トリグリシ
ジルメタン型エポキシ樹脂、３官能グリシジルアミン型
エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂等が挙げるられる。
ることのできる前記成分（ａ１）〜（ａ４）以外のエポ
キシ樹脂としては環式脂肪族エポキシ樹脂、トリグリシ
ジルメタン型エポキシ樹脂、３官能グリシジルアミン型
エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂等が挙げるられる。
【００４７】本発明の樹脂組成物に所望に応じて含有す
ることのできる靭性付与樹脂としては反応性エラストマ
ー、ハイカーＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂、ウレタン変性
エポキシ樹脂、ニトリルゴム添加エポキシ樹脂、架橋ア
クリルゴム微粒子添加エポキシ樹脂、シリコーン変性エ
ポキシ樹脂、熱可塑性エラストマー添加エポキシ樹脂等
が挙げられる。
ることのできる靭性付与樹脂としては反応性エラストマ
ー、ハイカーＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂、ウレタン変性
エポキシ樹脂、ニトリルゴム添加エポキシ樹脂、架橋ア
クリルゴム微粒子添加エポキシ樹脂、シリコーン変性エ
ポキシ樹脂、熱可塑性エラストマー添加エポキシ樹脂等
が挙げられる。
【００４８】本発明の樹脂組成物に所望に応じて含有す
ることのできるフィラーとしては無機微粒子、例えばマ
イカ、アルミナ、タルク、微粉状シリカ、ウォラストナ
イト、セピオライト、塩基性硫酸マグネシウム、亜鉛
末、アルミニウム粉、有機微粒子、例えばアクリル微粒
子、エポキシ樹脂微粒子、ポリウレタン微粒子等を使用
することができる。
ることのできるフィラーとしては無機微粒子、例えばマ
イカ、アルミナ、タルク、微粉状シリカ、ウォラストナ
イト、セピオライト、塩基性硫酸マグネシウム、亜鉛
末、アルミニウム粉、有機微粒子、例えばアクリル微粒
子、エポキシ樹脂微粒子、ポリウレタン微粒子等を使用
することができる。
【００４９】本発明の樹脂組成物に所望に応じて含有す
ることのできる着色剤としては有機顔料ではアゾ顔料、
フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アンスラ
キノン系顔料等、無機顔料では二酸化チタン、黄鉛、コ
バルトバイオレット、ベンガラ等が挙げられる。
ることのできる着色剤としては有機顔料ではアゾ顔料、
フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アンスラ
キノン系顔料等、無機顔料では二酸化チタン、黄鉛、コ
バルトバイオレット、ベンガラ等が挙げられる。
【００５０】また、成分（Ｃ）の硬化剤の他、必要に応
じて他の硬化剤、硬化促進剤を配合することができる。
成分（Ｃ）以外に配合できる硬化剤としてジシアンジア
ミド、ジアミノジエチルベンゼン等、成分（Ｃ）以外に
配合できる硬化促進剤としては三フッ化ホウ素モノエチ
ルアミン錯体、三塩化ホウ素モノエチルアミン等のＢＦ
3錯体等が挙げられる。
じて他の硬化剤、硬化促進剤を配合することができる。
成分（Ｃ）以外に配合できる硬化剤としてジシアンジア
ミド、ジアミノジエチルベンゼン等、成分（Ｃ）以外に
配合できる硬化促進剤としては三フッ化ホウ素モノエチ
ルアミン錯体、三塩化ホウ素モノエチルアミン等のＢＦ
3錯体等が挙げられる。
【００５１】〔エポキシ樹脂組成物の製造法〕エポキシ
樹脂組成物の製造法には特に制限はないが、（ａ４）を
除く樹脂成分、例えば（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）お
よび（Ｂ）を１４０〜２００℃で加熱混合後、冷却ある
いは自然放熱によって１２０℃以下に低下した後、成分
（ａ４）を添加し、その後樹脂混合物の温度が９０℃以
下になってから、硬化成分（Ｃ）を添加する方法が好ま
しく用いられる。また、該硬化成分（Ｃ）を混合する場
合は成形後のボイドの発生を少なくする目的で攪拌しな
がら真空脱気する方法が好ましく採用される。
樹脂組成物の製造法には特に制限はないが、（ａ４）を
除く樹脂成分、例えば（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）お
よび（Ｂ）を１４０〜２００℃で加熱混合後、冷却ある
いは自然放熱によって１２０℃以下に低下した後、成分
（ａ４）を添加し、その後樹脂混合物の温度が９０℃以
下になってから、硬化成分（Ｃ）を添加する方法が好ま
しく用いられる。また、該硬化成分（Ｃ）を混合する場
合は成形後のボイドの発生を少なくする目的で攪拌しな
がら真空脱気する方法が好ましく採用される。
【００５２】この方法によれば成分（Ｃ）は樹脂組成中
に均一に分散した系となり、貯蔵安定性に優れる。な
お、樹脂温度が９０℃より高い温度で硬化成分（Ｃ）を
添加、混合すると硬化成分（Ｃ）の一部が樹脂に溶解
し、樹脂と硬化剤が反応し易くなり、該樹脂組成物に強
化繊維を含浸させてできる複合材料用中間材の貯蔵安定
性が損なわれる傾向があるという点で不利である。
に均一に分散した系となり、貯蔵安定性に優れる。な
お、樹脂温度が９０℃より高い温度で硬化成分（Ｃ）を
添加、混合すると硬化成分（Ｃ）の一部が樹脂に溶解
し、樹脂と硬化剤が反応し易くなり、該樹脂組成物に強
化繊維を含浸させてできる複合材料用中間材の貯蔵安定
性が損なわれる傾向があるという点で不利である。
【００５３】４官能のグリシジルアミン型エポキシ樹脂
（ａ４）を主成分として１３５℃でジフェニルジアミノ
スルホン（Ｃ）を溶解すると混合時の急激な反応のため
安全性に対する配慮が必要となり、成形時のボイドの除
去が難しくなり、さらに他の樹脂と混合した場合は成形
物の耐湿性や樹脂組成物の貯蔵安定性が低下する傾向が
あるという点で不利である。
（ａ４）を主成分として１３５℃でジフェニルジアミノ
スルホン（Ｃ）を溶解すると混合時の急激な反応のため
安全性に対する配慮が必要となり、成形時のボイドの除
去が難しくなり、さらに他の樹脂と混合した場合は成形
物の耐湿性や樹脂組成物の貯蔵安定性が低下する傾向が
あるという点で不利である。
【００５４】〔炭素繊維〕炭素繊維としては、引張弾性
率が４５〜９５０ＧＰａのものが好ましく用いられ、特
に２００〜６５０ＧＰａのものが好ましい。また、その
炭素繊維の引張強度としては、１１００〜４７００ＭＰ
ａのものが好ましく、特に２４００〜４５００ＭＰａの
ものが好ましい。炭素繊維の熱膨張率（繊維方向の線膨
張率）としては、−１．５×１０-6〜４×１０-6／℃の
ものが好ましい。このような物性の炭素繊維を用いるこ
とにより、マトリックス樹脂の膨張を抑えこみ炭素繊維
強化プラスチック自体の熱膨張率が小さくなると共に、
さらに、摺動部材が円筒状である場合に、円筒状摺動部
材が取り付けられる基体の膨張・収縮を抑えこむことも
できるので、円筒状摺動部材としての径方向の熱膨張率
を所望の値に設定することができる。
率が４５〜９５０ＧＰａのものが好ましく用いられ、特
に２００〜６５０ＧＰａのものが好ましい。また、その
炭素繊維の引張強度としては、１１００〜４７００ＭＰ
ａのものが好ましく、特に２４００〜４５００ＭＰａの
ものが好ましい。炭素繊維の熱膨張率（繊維方向の線膨
張率）としては、−１．５×１０-6〜４×１０-6／℃の
ものが好ましい。このような物性の炭素繊維を用いるこ
とにより、マトリックス樹脂の膨張を抑えこみ炭素繊維
強化プラスチック自体の熱膨張率が小さくなると共に、
さらに、摺動部材が円筒状である場合に、円筒状摺動部
材が取り付けられる基体の膨張・収縮を抑えこむことも
できるので、円筒状摺動部材としての径方向の熱膨張率
を所望の値に設定することができる。
【００５５】炭素繊維としては、ピッチ系炭素繊維、Ｐ
ＡＮ系炭素繊維等を用いることができる。必要により併
用して炭素繊維強化プラスチックを形成してもよい。使
用する箇所や、対になる対向側の摺動部材（相手材）の
素材等も勘案して、摺動部材として所望の膨張率が得ら
れるように選ぶことが好ましい。
ＡＮ系炭素繊維等を用いることができる。必要により併
用して炭素繊維強化プラスチックを形成してもよい。使
用する箇所や、対になる対向側の摺動部材（相手材）の
素材等も勘案して、摺動部材として所望の膨張率が得ら
れるように選ぶことが好ましい。
【００５６】炭素繊維としては、炭素短繊維より連続炭
素繊維を用いることが好ましい。
素繊維を用いることが好ましい。
【００５７】ここで、連続炭素繊維とは、チョップ、ミ
ル、粉砕等の短繊維加工してない炭素繊維や、ウイスカ
状の炭素繊維を除外した炭素繊維のことである。炭素短
繊維とは長さが通常０．１〜１０ｍｍのものをいう。
ル、粉砕等の短繊維加工してない炭素繊維や、ウイスカ
状の炭素繊維を除外した炭素繊維のことである。炭素短
繊維とは長さが通常０．１〜１０ｍｍのものをいう。
【００５８】〔摺動部材〕本発明の摺動部材は、エポキ
シ樹脂組成物と炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチッ
クで構成されており、炭素繊維にエポキシ樹脂組成物を
含浸させて加熱硬化して炭素繊維強化プラスチックと
し、これを適宜成形することにより得ることができる。
シ樹脂組成物と炭素繊維を含む炭素繊維強化プラスチッ
クで構成されており、炭素繊維にエポキシ樹脂組成物を
含浸させて加熱硬化して炭素繊維強化プラスチックと
し、これを適宜成形することにより得ることができる。
【００５９】より具体的には、前記成分（Ａ）（好まし
くは成分（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）および（ａ４）
のうちの少なくとも一つを含む。）および成分（Ｃ）、
さらに必要に応じて成分（Ｂ）を含有する樹脂組成物
を、炭素繊維に含浸させ複合材料用中間材（プリプレ
グ）とし、これを硬化させて炭素繊維強化プラスチック
とし、これを適宜成型することで摺動部材を得ることが
できる。
くは成分（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）および（ａ４）
のうちの少なくとも一つを含む。）および成分（Ｃ）、
さらに必要に応じて成分（Ｂ）を含有する樹脂組成物
を、炭素繊維に含浸させ複合材料用中間材（プリプレ
グ）とし、これを硬化させて炭素繊維強化プラスチック
とし、これを適宜成型することで摺動部材を得ることが
できる。
【００６０】炭素繊維強化プラスチック中に占める炭素
繊維の体積含有率は、４５〜７０体積％程度が好まし
く、特に５０〜６５体積％が好ましい。炭素繊維の弾性
率や熱膨張係数による特性を十分に発揮するという観点
から、炭素繊維の体積含有率が４５体積％以上であるこ
とが好ましい。体積含有率が７０体積％を超えると樹脂
が少なくなるため、良好な成型体が得られにくくなる傾
向があるという点で不利である。
繊維の体積含有率は、４５〜７０体積％程度が好まし
く、特に５０〜６５体積％が好ましい。炭素繊維の弾性
率や熱膨張係数による特性を十分に発揮するという観点
から、炭素繊維の体積含有率が４５体積％以上であるこ
とが好ましい。体積含有率が７０体積％を超えると樹脂
が少なくなるため、良好な成型体が得られにくくなる傾
向があるという点で不利である。
【００６１】摺動部材の形状としては、代表的な例とし
て円筒状や板状を挙げることができるが、他の形状であ
っても良い。
て円筒状や板状を挙げることができるが、他の形状であ
っても良い。
【００６２】円筒状摺動部材はベアリング、ウェアリン
グ、ブッシュ、スリーブ、シールリング等として使用す
ることができ、板状摺動部材はベーン等として使用する
ことができ、これらのいずれも例えばポンプの構成部材
として使用することができる。
グ、ブッシュ、スリーブ、シールリング等として使用す
ることができ、板状摺動部材はベーン等として使用する
ことができ、これらのいずれも例えばポンプの構成部材
として使用することができる。
【００６３】なお、摺動部材は、相対して摺動可能な一
対の摺動面をそれぞれ有する一対の部材の一方であり、
ポンプ等の回転機器あるいは往復動機器などにおいて用
いられ、実際にこれらが運転される場合には、一対の摺
動部材のうちの一方が固定され、一方が回転や往復動な
どの動きをすることが多い。本発明の摺動部材はこの固
定される摺動部材であっても、動く方であってもよく、
両方に用いてもよい。
対の摺動面をそれぞれ有する一対の部材の一方であり、
ポンプ等の回転機器あるいは往復動機器などにおいて用
いられ、実際にこれらが運転される場合には、一対の摺
動部材のうちの一方が固定され、一方が回転や往復動な
どの動きをすることが多い。本発明の摺動部材はこの固
定される摺動部材であっても、動く方であってもよく、
両方に用いてもよい。
【００６４】〔円筒状摺動部材〕円筒状摺動部材の径方
向の熱膨張率は、−１×１０-6〜３０×１０-6／℃であ
ることが好ましい。
向の熱膨張率は、−１×１０-6〜３０×１０-6／℃であ
ることが好ましい。
【００６５】円筒状摺動部材の径方向の熱膨張率の求め
方について、摺動部材をウェアリングに用いた場合を例
に説明する。図１（ａ）は円筒状摺動部材が、インペラ
ー本体７の外周面に取り付けられたインペラーウェアリ
ング５である場合、すなわち内筒側摺動部材である場合
を示しており、インペラーウェアリング外径φ１がΔｔ
℃の温度変化によって（φ１＋Δφ１）に変化したと
き、前記熱膨張率はΔφ１／（φ１・Δｔ）により求め
られる。また図１（ｂ）は円筒状摺動部材が、ケース本
体８の内周面に配されたケースウェアリング４である場
合、すなわち外筒側摺動部材である場合を示しており。
ウェアリング内径φ２がΔｔ℃の変化に対よって（φ２
＋Δφ２）に変化したとき、前記熱膨張率はΔφ２／
（φ２・Δｔ）により求められる。
方について、摺動部材をウェアリングに用いた場合を例
に説明する。図１（ａ）は円筒状摺動部材が、インペラ
ー本体７の外周面に取り付けられたインペラーウェアリ
ング５である場合、すなわち内筒側摺動部材である場合
を示しており、インペラーウェアリング外径φ１がΔｔ
℃の温度変化によって（φ１＋Δφ１）に変化したと
き、前記熱膨張率はΔφ１／（φ１・Δｔ）により求め
られる。また図１（ｂ）は円筒状摺動部材が、ケース本
体８の内周面に配されたケースウェアリング４である場
合、すなわち外筒側摺動部材である場合を示しており。
ウェアリング内径φ２がΔｔ℃の変化に対よって（φ２
＋Δφ２）に変化したとき、前記熱膨張率はΔφ２／
（φ２・Δｔ）により求められる。
【００６６】〔円筒状摺動部材の製造方法〕連続炭素繊
維が円筒状摺動部材周方向（円筒型であれば円筒の周方
向）に一巻き以上巻かれることにより、炭素繊維の性質
を効果的に利用することができ、また、円筒状摺動部材
としての径方向の熱膨張率を所望の値に設定することが
できる。このように、円筒状摺動部材を構成する炭素繊
維強化プラスチック中の炭素繊維の少なくとも一部は、
実質的に周方向に配列していることが好ましい。また歪
によるわれ等を防止するために、円筒状摺動部材軸方向
（回転軸の方向）に配列している炭素繊維も存在してい
ることが好ましい。
維が円筒状摺動部材周方向（円筒型であれば円筒の周方
向）に一巻き以上巻かれることにより、炭素繊維の性質
を効果的に利用することができ、また、円筒状摺動部材
としての径方向の熱膨張率を所望の値に設定することが
できる。このように、円筒状摺動部材を構成する炭素繊
維強化プラスチック中の炭素繊維の少なくとも一部は、
実質的に周方向に配列していることが好ましい。また歪
によるわれ等を防止するために、円筒状摺動部材軸方向
（回転軸の方向）に配列している炭素繊維も存在してい
ることが好ましい。
【００６７】所定形状の円筒状摺動部材を形成するのに
は、例えばシートローリング成形と呼ばれている成形方
法によれば、まず公知の方法により炭素繊維にマトリッ
クス樹脂を含浸させて、シート状の一方向プリプレグま
たは織物プリプレグを形成し、それをマンドレルに所定
の層数だけ積層した後、熱硬化性樹脂であれば加熱硬化
させてからマンドレルからはずすと、炭素繊維強化プラ
スチックの円筒状成形体が得られる。その後、所定の長
さに切断し、正確にクリアランスを出すために必要によ
り所定の精度にて研削・研磨加工して円筒状の円筒状摺
動部材を得る。
は、例えばシートローリング成形と呼ばれている成形方
法によれば、まず公知の方法により炭素繊維にマトリッ
クス樹脂を含浸させて、シート状の一方向プリプレグま
たは織物プリプレグを形成し、それをマンドレルに所定
の層数だけ積層した後、熱硬化性樹脂であれば加熱硬化
させてからマンドレルからはずすと、炭素繊維強化プラ
スチックの円筒状成形体が得られる。その後、所定の長
さに切断し、正確にクリアランスを出すために必要によ
り所定の精度にて研削・研磨加工して円筒状の円筒状摺
動部材を得る。
【００６８】また、他の積層法として知られているフィ
ラメントワインディング積層法では、炭素繊維にマトリ
ックス樹脂を含浸させたトウプリプレグを配向させつつ
巻き上げて、必要な層数だけ積層することができる。ま
た、トウプリプレグを編み上げて円筒状に成形してもよ
い。あるいは、炭素繊維を編み上げて円筒状にした後に
マトリックス樹脂を含浸させてもよい。
ラメントワインディング積層法では、炭素繊維にマトリ
ックス樹脂を含浸させたトウプリプレグを配向させつつ
巻き上げて、必要な層数だけ積層することができる。ま
た、トウプリプレグを編み上げて円筒状に成形してもよ
い。あるいは、炭素繊維を編み上げて円筒状にした後に
マトリックス樹脂を含浸させてもよい。
【００６９】本発明の一形態においては、シートローリ
ング成形により、一方向プリプレグを用いて周方向１〜
１０層と軸方向１〜１０層を交互に積層して形成したも
のが好ましい。その際、各層の厚みは硬化後に０．０５
〜０．３ｍｍ程度になるようなシート状プリプレグが用
いられ、そのときの積層総数は、一層の厚さおよび円筒
状摺動部材の厚さによって適宜変更する。一般的な厚さ
の場合、例えば２０〜３００層程度である。また、最外
層（円筒の外側および内側の少なくとも一方）には必要
により織物プリプレグを１〜１０層程度、特に１〜５層
程度積層することが好ましい。最外層が織物プリプレグ
から形成されていると、研削・研磨加工の際にケバが出
にくい利点がある。
ング成形により、一方向プリプレグを用いて周方向１〜
１０層と軸方向１〜１０層を交互に積層して形成したも
のが好ましい。その際、各層の厚みは硬化後に０．０５
〜０．３ｍｍ程度になるようなシート状プリプレグが用
いられ、そのときの積層総数は、一層の厚さおよび円筒
状摺動部材の厚さによって適宜変更する。一般的な厚さ
の場合、例えば２０〜３００層程度である。また、最外
層（円筒の外側および内側の少なくとも一方）には必要
により織物プリプレグを１〜１０層程度、特に１〜５層
程度積層することが好ましい。最外層が織物プリプレグ
から形成されていると、研削・研磨加工の際にケバが出
にくい利点がある。
【００７０】〔円筒状摺動部材の利用〕このように円筒
状に加工された円筒状摺動部材は、該円筒状摺動部材が
取り付けられるように加工された基体に取り付けられて
使用することができる。基体とは、インペラーポンプを
考えれば、例えばケース本体やインペラー本体である。
状に加工された円筒状摺動部材は、該円筒状摺動部材が
取り付けられるように加工された基体に取り付けられて
使用することができる。基体とは、インペラーポンプを
考えれば、例えばケース本体やインペラー本体である。
【００７１】円筒状摺動部材は、通常、内筒側摺動部材
（例えばインペラー側の円筒状摺動部材）と外筒側摺動
部材（例えば、ケース側の円筒状摺動部材）から構成さ
れる一対の摺動部材に用いられ、本発明の円筒状摺動部
材は、内筒側摺動部材および外筒側摺動部材の一方もし
くは両方に用いることができる。
（例えばインペラー側の円筒状摺動部材）と外筒側摺動
部材（例えば、ケース側の円筒状摺動部材）から構成さ
れる一対の摺動部材に用いられ、本発明の円筒状摺動部
材は、内筒側摺動部材および外筒側摺動部材の一方もし
くは両方に用いることができる。
【００７２】内筒側あるいは外筒側の一方のみに使用す
るときは相手側摺動部材として金属、セラミックス、プ
ラスチック、カーボン、繊維強化複合材料等を用いるこ
とができ、加工性やコスト上のメリットから金属が好ま
しく、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４０３等の耐磨耗性
が高く錆びにくいステンレス材が好ましい。また内筒側
摺動部材は軸そのものであってもよい。
るときは相手側摺動部材として金属、セラミックス、プ
ラスチック、カーボン、繊維強化複合材料等を用いるこ
とができ、加工性やコスト上のメリットから金属が好ま
しく、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４０３等の耐磨耗性
が高く錆びにくいステンレス材が好ましい。また内筒側
摺動部材は軸そのものであってもよい。
【００７３】以下、図面を用いて詳細に説明する。ベア
リング、ウェアリング、ブッシュ、スリーブ、シールリ
ングの具体的な使用場所については、例えば図２〜図６
に示すとおりである。図２には遠心型ポンプの例を示
し、本発明の摺動部材がブッシング２１（ここでは本発
明の摺動部材が摺動部の外筒側）、ウェアリング２２
（ここでは本発明の摺動部材が一対の摺動部材の内筒
側）に使用される。シール部２３について図３に詳細を
示してあり、本発明の摺動部材がシールリング３１に使
用される。図４はインペラ−ポンプの例を示すものであ
り、そのインペラ−部４１の詳細を図５に示す。図６は
立型ポンプの例を示すものであり、本発明の摺動部材が
スリーブ６１（ここでは本発明の摺動部材が一対の摺動
部材の外筒側）に使用される。
リング、ウェアリング、ブッシュ、スリーブ、シールリ
ングの具体的な使用場所については、例えば図２〜図６
に示すとおりである。図２には遠心型ポンプの例を示
し、本発明の摺動部材がブッシング２１（ここでは本発
明の摺動部材が摺動部の外筒側）、ウェアリング２２
（ここでは本発明の摺動部材が一対の摺動部材の内筒
側）に使用される。シール部２３について図３に詳細を
示してあり、本発明の摺動部材がシールリング３１に使
用される。図４はインペラ−ポンプの例を示すものであ
り、そのインペラ−部４１の詳細を図５に示す。図６は
立型ポンプの例を示すものであり、本発明の摺動部材が
スリーブ６１（ここでは本発明の摺動部材が一対の摺動
部材の外筒側）に使用される。
【００７４】図５は、本発明の円筒状摺動部材をウェア
リングとして使用したポンプ構造の１例を示すものであ
り、ケース２ａ、２ｂに収納されたインペラー１を、不
図示のモーター等に連結された主軸３により回転させる
ことにより、流体がＡ方向から取り込まれ昇圧されてイ
ンペラー周方向に吐き出された後、ケース内で一緒にな
って不図示の出口から吐出される。ウェアリング部に注
目すると、吸い込み側インペラーウェアリング５ａと吸
い込み側ケースウェアリング４ａが対になり、背面側イ
ンペラーウェアリング５ｂと背面側ケースウェアリング
４ｂが対になって構成されている。この例のウェアリン
グはいずれも所定の厚さと長さを持つ円筒型であり、例
えば図１に示すように、インペラー本体７、ケース本体
８に取り付けられている。
リングとして使用したポンプ構造の１例を示すものであ
り、ケース２ａ、２ｂに収納されたインペラー１を、不
図示のモーター等に連結された主軸３により回転させる
ことにより、流体がＡ方向から取り込まれ昇圧されてイ
ンペラー周方向に吐き出された後、ケース内で一緒にな
って不図示の出口から吐出される。ウェアリング部に注
目すると、吸い込み側インペラーウェアリング５ａと吸
い込み側ケースウェアリング４ａが対になり、背面側イ
ンペラーウェアリング５ｂと背面側ケースウェアリング
４ｂが対になって構成されている。この例のウェアリン
グはいずれも所定の厚さと長さを持つ円筒型であり、例
えば図１に示すように、インペラー本体７、ケース本体
８に取り付けられている。
【００７５】本発明のポンプでは、対になるウェアリン
グ、即ち、４ａと５ａ、または４ｂと５ｂの各対におい
て、対の一方側のウェアリングが本発明の円筒状摺動部
材で形成されていればよい。しかし、例えば吸い込み側
において、インペラーウェアリング５ａに本発明のウェ
アリングを適用しケースウェアリング４ａを金属製とす
る場合には、背面側においても、熱的な条件が類似であ
ることを考慮して、一般にはインペラーウェアリング５
ｂに本発明のウェアリングを適用しケースウェアリング
４ｂを金属製とすることが好ましい。
グ、即ち、４ａと５ａ、または４ｂと５ｂの各対におい
て、対の一方側のウェアリングが本発明の円筒状摺動部
材で形成されていればよい。しかし、例えば吸い込み側
において、インペラーウェアリング５ａに本発明のウェ
アリングを適用しケースウェアリング４ａを金属製とす
る場合には、背面側においても、熱的な条件が類似であ
ることを考慮して、一般にはインペラーウェアリング５
ｂに本発明のウェアリングを適用しケースウェアリング
４ｂを金属製とすることが好ましい。
【００７６】ポンプ形状は、図５に例示したものに限ら
れるものではなく、使用材料、ポンプ能力、流体の種類
等に合わせて変更することができる。
れるものではなく、使用材料、ポンプ能力、流体の種類
等に合わせて変更することができる。
【００７７】本発明では、円筒状摺動部材をウェアリン
グとしてポンプに用いるときは、ケースウェアリングお
よびインペラーウェアリングの両方に用いてもよい。
グとしてポンプに用いるときは、ケースウェアリングお
よびインペラーウェアリングの両方に用いてもよい。
【００７８】ウェアリングの片側にのみ本発明の摺動部
材を用いた場合、対になる相手側のウェアリング材料と
しては、金属、セラミックス、プラスチック、カーボ
ン、繊維強化複合材料等を用いることができる。特に加
工性や価格の点から金属が好ましく、特に、ＳＵＳ３０
４、ＳＵＳ４０３等の耐摩耗性が高く、さびにくいステ
ンレススチールが好ましい。
材を用いた場合、対になる相手側のウェアリング材料と
しては、金属、セラミックス、プラスチック、カーボ
ン、繊維強化複合材料等を用いることができる。特に加
工性や価格の点から金属が好ましく、特に、ＳＵＳ３０
４、ＳＵＳ４０３等の耐摩耗性が高く、さびにくいステ
ンレススチールが好ましい。
【００７９】ウェアリングの径、厚さ、軸方向長さ等も
適宜変更することができる。内筒側または外筒側ウェア
リングの形状は、円筒型が一般的であり成形も容易であ
り好ましいが、円錐型（コーン型）等ウェアリング形状
として知られているその他の形状であってもよい。尚、
本明細書において、外筒側および内筒側の用語は、対と
なる外側の摺動部材と内側の摺動部材を区別するために
用いたものであって、「円筒形状」の摺動部材のみを一
義的に示すものではない。
適宜変更することができる。内筒側または外筒側ウェア
リングの形状は、円筒型が一般的であり成形も容易であ
り好ましいが、円錐型（コーン型）等ウェアリング形状
として知られているその他の形状であってもよい。尚、
本明細書において、外筒側および内筒側の用語は、対と
なる外側の摺動部材と内側の摺動部材を区別するために
用いたものであって、「円筒形状」の摺動部材のみを一
義的に示すものではない。
【００８０】本発明の円筒状摺動部材をウェアリングに
用いる場合、吸湿、膨潤による寸法変化が小さいため、
回転軸の中心精度が十分に保証されている限り、内筒側
と外筒側のクリアランス（外筒側の内径と内筒側の外径
の差）を直径（内筒側の外径）の０．４％以下、さらに
は０．２％以下に設定しても、接触することなく焼き付
きを防止することができる。一般には、回転軸の中心精
度の問題もあるので、０．０２％以上、好ましくは０．
０５％以上、より好ましくは０．１％以上とすることが
好ましい。
用いる場合、吸湿、膨潤による寸法変化が小さいため、
回転軸の中心精度が十分に保証されている限り、内筒側
と外筒側のクリアランス（外筒側の内径と内筒側の外径
の差）を直径（内筒側の外径）の０．４％以下、さらに
は０．２％以下に設定しても、接触することなく焼き付
きを防止することができる。一般には、回転軸の中心精
度の問題もあるので、０．０２％以上、好ましくは０．
０５％以上、より好ましくは０．１％以上とすることが
好ましい。
【００８１】例えば直径が８０ｍｍの円筒状摺動部材の
場合には、クリアランスを０．０８ｍｍ〜０．１６ｍｍ
程度に設定するのが最も好ましい。
場合には、クリアランスを０．０８ｍｍ〜０．１６ｍｍ
程度に設定するのが最も好ましい。
【００８２】〔平板状摺動部材〕本発明の摺動部材の一
形態として板状摺動部材が挙げらる。これは例えば図７
に示すように、放射状の溝を有するローター７２と該溝
に差し込まれたベーン７１を有するベーンポンプのベー
ンとして用いられる。図８にその詳細を示すが、クリア
ランス７３はベーン７１と本体ケースとの隙間である。
形態として板状摺動部材が挙げらる。これは例えば図７
に示すように、放射状の溝を有するローター７２と該溝
に差し込まれたベーン７１を有するベーンポンプのベー
ンとして用いられる。図８にその詳細を示すが、クリア
ランス７３はベーン７１と本体ケースとの隙間である。
【００８３】本発明の摺動部材を板状にしてベーンに用
いた場合、クリアランス７３を０．３〜２．０ｍｍに設
定することができ、さらに好ましくは０．３〜１．０ｍ
ｍに設定することができる。
いた場合、クリアランス７３を０．３〜２．０ｍｍに設
定することができ、さらに好ましくは０．３〜１．０ｍ
ｍに設定することができる。
【００８４】板状摺動部材は、平板状の炭素繊維強化プ
ラスティックの製造方法として公知の方法によって製造
することができる。
ラスティックの製造方法として公知の方法によって製造
することができる。
【００８５】例えば、炭素繊維に前記エポキシ樹脂組成
物を含浸してプリプレグとし、さらにこれらを積層して
硬化することにより、製造することができる。
物を含浸してプリプレグとし、さらにこれらを積層して
硬化することにより、製造することができる。
【００８６】特に、一方向に炭素繊維が配向されたプリ
プレグシートを、板状摺動部材の長手方向に対して繊維
の方向が０°および９０°の二方向となるように積層す
るか、０°、±４５°および９０°、あるいは０°、±
６０°および９０°の三方向となるように積層すること
により所望の弾性率を有する板状摺動部材を得ることが
好ましい。
プレグシートを、板状摺動部材の長手方向に対して繊維
の方向が０°および９０°の二方向となるように積層す
るか、０°、±４５°および９０°、あるいは０°、±
６０°および９０°の三方向となるように積層すること
により所望の弾性率を有する板状摺動部材を得ることが
好ましい。
【００８７】このような板状摺動部材は、縦横に配向さ
れた炭素繊維によって強度を高く保つことができる。ま
た伝熱特性が優れ摺動熱を良好に除去できるので、冷却
効果が大きい。さらに寸法変化率が小さいことからベー
ン隙間（クリアランス）を最小にでき、ベーン出入りの
ガタツキが抑えられスムーズにベーンスライドが行われ
るので低騒音化が達成される。
れた炭素繊維によって強度を高く保つことができる。ま
た伝熱特性が優れ摺動熱を良好に除去できるので、冷却
効果が大きい。さらに寸法変化率が小さいことからベー
ン隙間（クリアランス）を最小にでき、ベーン出入りの
ガタツキが抑えられスムーズにベーンスライドが行われ
るので低騒音化が達成される。
【００８８】板状摺動部材の好適な例として、細長い板
状の構造を有し、板の両表面に位置するスキン層と、ス
キン層の間に位置するコア層とを有し、スキン層は摺動
部材の長手方向に対して炭素繊維が平行に配向する層で
あり、コア層は、摺動部材の長手方向に対して炭素繊維
が直角な角度、必要に応じてさらに長手方向に対して±
６０°あるいは±４５°の角度範囲に配向する層で構成
された炭素繊維強化プラスティックが好ましい。各層の
プリプレグは複数層積層することができるが、各層には
硬化後に０．０５〜０．３ｍｍ程度になるようなシート
状プリプレグが好ましく用いられ、そのときの積層総数
は、一層の厚さおよび摺動部材の厚さによって適宜変更
する。一般的な厚さの場合、例えば２０〜３００層であ
る。
状の構造を有し、板の両表面に位置するスキン層と、ス
キン層の間に位置するコア層とを有し、スキン層は摺動
部材の長手方向に対して炭素繊維が平行に配向する層で
あり、コア層は、摺動部材の長手方向に対して炭素繊維
が直角な角度、必要に応じてさらに長手方向に対して±
６０°あるいは±４５°の角度範囲に配向する層で構成
された炭素繊維強化プラスティックが好ましい。各層の
プリプレグは複数層積層することができるが、各層には
硬化後に０．０５〜０．３ｍｍ程度になるようなシート
状プリプレグが好ましく用いられ、そのときの積層総数
は、一層の厚さおよび摺動部材の厚さによって適宜変更
する。一般的な厚さの場合、例えば２０〜３００層であ
る。
【００８９】また最表面には炭素繊維織物プリプレグを
好ましくは１〜１０層、より好ましくは１〜５層積層す
ることもできる。この場合、形成された織物層により、
ベーンスライド部分のクリアランスを出すなどのための
研削や研磨等の摺動部材の後加工が容易になる点で好ま
しい。
好ましくは１〜１０層、より好ましくは１〜５層積層す
ることもできる。この場合、形成された織物層により、
ベーンスライド部分のクリアランスを出すなどのための
研削や研磨等の摺動部材の後加工が容易になる点で好ま
しい。
【００９０】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに詳細に説
明する。評価に使用したポンプは、揚程５５ｍ、容量１
４ｍ3／ｈ、出力３．７０ｋＷ、回転数２９００ｒｐｍ
の片持遠心ポンプである。形状は図４および図５に示し
たものとほぼ同じである。図５で示したポンプでは吸い
込み側のウェアリング対と背面側のウェアリング対の径
と長さが異なっているが、ここで使用したポンプでは吸
い込み側、背面側とも同じ形状のものである。
明する。評価に使用したポンプは、揚程５５ｍ、容量１
４ｍ3／ｈ、出力３．７０ｋＷ、回転数２９００ｒｐｍ
の片持遠心ポンプである。形状は図４および図５に示し
たものとほぼ同じである。図５で示したポンプでは吸い
込み側のウェアリング対と背面側のウェアリング対の径
と長さが異なっているが、ここで使用したポンプでは吸
い込み側、背面側とも同じ形状のものである。
【００９１】また、実施例中のポンプの性能測定には、
流体として２０℃程度の水を用いて、ＪＩＳに準じた方
法により吐き出し量とポンプ効率（単純効率＝水動力／
軸動力×１００）の関係、吐き出し量と全圧力の関係、
吐き出し量と軸動力の関係を求めた。
流体として２０℃程度の水を用いて、ＪＩＳに準じた方
法により吐き出し量とポンプ効率（単純効率＝水動力／
軸動力×１００）の関係、吐き出し量と全圧力の関係、
吐き出し量と軸動力の関係を求めた。
【００９２】以下にその実施例を示すが、本発明はこれ
に何ら限定されるものではない。
に何ら限定されるものではない。
【００９３】
［実施例１］
（ア）成分（ａ２）：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂 ３０質量部
（東都化成社製、商品名：エポトートＹＤＦ１７０）
（イ）成分（ａ３）：フェノールノボラック型エポキシ樹脂 ３５質量部
（東都化成社製、商品名：エポトートＹＤＰＮ６３８）
（ウ）成分（ａ４）：４官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂 ２２質量部
（東都化成社製、商品名：エポトートＹＨ４３４Ｌ）
（エ）成分（ｂ１）：フェノキシ樹脂 １３質量部
（東都化成社製、商品名：フエノトートＹＰ−７０）
（オ）成分（Ｃ）：ジアミノジフェニルスルホン ３５質量部
（和歌山精化工業社製、商品名：セイカキュアＳ粉砕品）
上記の（ア）、（イ）及び（エ）を１６０℃で２時間混
合溶解した後、温度を１２０℃に下げ、（ウ）を添加混
合した。この混合物の温度をさらに下げた後、硬化剤で
ある（オ）を添加し、真空脱気を２０分続けてエポキシ
樹脂組成物を得た。
合溶解した後、温度を１２０℃に下げ、（ウ）を添加混
合した。この混合物の温度をさらに下げた後、硬化剤で
ある（オ）を添加し、真空脱気を２０分続けてエポキシ
樹脂組成物を得た。
【００９４】このエポキシ樹脂組成物を１８０℃×２ｈ
加熱し、樹脂硬化物を得た。この樹脂硬化物を室温で、
石油類（原油、ナフサ、軽油、灯油）、純水、１２質量
％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したときの平衡時の寸
法変化率は全て０．５％以下であった。
加熱し、樹脂硬化物を得た。この樹脂硬化物を室温で、
石油類（原油、ナフサ、軽油、灯油）、純水、１２質量
％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したときの平衡時の寸
法変化率は全て０．５％以下であった。
【００９５】一方、上記エポキシ樹脂組成物を、日本グ
ラファイトファイバー（株）製の炭素繊維（商品名：Ｘ
Ｎ−６０）に含浸させ、炭素繊維の体積含有率を約５５
％とした厚さ約０．２５ｍｍのプリプレグ（Ｉ）と、東
レ（株）製の炭素繊維クロス（商品名：ＣＯ６３４３）
に前記エポキシ樹脂を含浸させ、炭素繊維の体積含有率
を約５０％とした積層厚さ（積層後の厚さとして）約
０．２５ｍｍのプリプレグ（ＩＩ）を製造した。
ラファイトファイバー（株）製の炭素繊維（商品名：Ｘ
Ｎ−６０）に含浸させ、炭素繊維の体積含有率を約５５
％とした厚さ約０．２５ｍｍのプリプレグ（Ｉ）と、東
レ（株）製の炭素繊維クロス（商品名：ＣＯ６３４３）
に前記エポキシ樹脂を含浸させ、炭素繊維の体積含有率
を約５０％とした積層厚さ（積層後の厚さとして）約
０．２５ｍｍのプリプレグ（ＩＩ）を製造した。
【００９６】これらを用いて、マンドレルに、プリプレ
グ（ＩＩ）の０°配向層を５層積層し、プリプレグ
（Ｉ）の０°配向層と９０°配向層とを１層ずつ交互に
両者合せて２０層積層し、さらにプリプレグ（ＩＩ）の
０°配向層を５層積層した後、熱硬化させた。その結
果、外径１０２ｍｍ、内径８７ｍｍの円筒成形体を得
た。
グ（ＩＩ）の０°配向層を５層積層し、プリプレグ
（Ｉ）の０°配向層と９０°配向層とを１層ずつ交互に
両者合せて２０層積層し、さらにプリプレグ（ＩＩ）の
０°配向層を５層積層した後、熱硬化させた。その結
果、外径１０２ｍｍ、内径８７ｍｍの円筒成形体を得
た。
【００９７】この炭素繊維強化プラスチック製の円筒を
所定長さに切断し、研削・研磨して、外径１０１．０ｍ
ｍ、内径８８．５ｍｍ、長さ２２．５ｍｍの形状に加工
した。さらに取り付けねじ穴を穿孔して、炭素繊維強化
プラスチック製のウェアリングを得た。これをインペラ
ーの吸い込み側および背面側の両方に取り付けた。
所定長さに切断し、研削・研磨して、外径１０１．０ｍ
ｍ、内径８８．５ｍｍ、長さ２２．５ｍｍの形状に加工
した。さらに取り付けねじ穴を穿孔して、炭素繊維強化
プラスチック製のウェアリングを得た。これをインペラ
ーの吸い込み側および背面側の両方に取り付けた。
【００９８】一方、ケースウェアリングとしては、ＳＵ
Ｓ４０３製の内径１０１．１ｍｍのものを吸い込み側お
よび背面側の両方に用いた。即ち、ウェアリングのクリ
アランスは直径で０．１ｍｍである。
Ｓ４０３製の内径１０１．１ｍｍのものを吸い込み側お
よび背面側の両方に用いた。即ち、ウェアリングのクリ
アランスは直径で０．１ｍｍである。
【００９９】このポンプの性能、即ち吐き出し量とポン
プ効率の関係、吐き出し量と全圧力のの関係、吐き出し
量と軸動力の関係をそれぞれ図９、図１０、図１１に示
す。また、このような狭いクリアランスにもかかわら
ず、焼きつきは生じなかった。
プ効率の関係、吐き出し量と全圧力のの関係、吐き出し
量と軸動力の関係をそれぞれ図９、図１０、図１１に示
す。また、このような狭いクリアランスにもかかわら
ず、焼きつきは生じなかった。
【０１００】［比較例１］インペラーウェアリングとし
て、外径１００．７ｍｍ、長さ２２．５ｍｍのＳＵＳ４
０３製のものを用いた。一方、ケースウェアリングとし
ては、実施例１と同様にＳＵＳ４０３製の内径１０１．
１ｍｍのものを用いた。即ち、ウェアリングのクリアラ
ンスは直径で０．４ｍｍである。また、ケースウェアリ
ングおよびインペラーウェアリング共、熱膨張率は径方
向で約１９×１０-6／℃であった。このポンプの性能を
図９、図１０、図１１に示す。ポンプの性能は実施例１
より低かったが、焼きつきは生じなかった。
て、外径１００．７ｍｍ、長さ２２．５ｍｍのＳＵＳ４
０３製のものを用いた。一方、ケースウェアリングとし
ては、実施例１と同様にＳＵＳ４０３製の内径１０１．
１ｍｍのものを用いた。即ち、ウェアリングのクリアラ
ンスは直径で０．４ｍｍである。また、ケースウェアリ
ングおよびインペラーウェアリング共、熱膨張率は径方
向で約１９×１０-6／℃であった。このポンプの性能を
図９、図１０、図１１に示す。ポンプの性能は実施例１
より低かったが、焼きつきは生じなかった。
【０１０１】
［比較例２］
（イ’）フェノールノボラック型エポキシ樹脂 ５０質量部
（東都化成社製：エポトートＹＤＰＮ６３８）
（ウ’）４官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂 ５０質量部
（東都化成社製：エポトートＹＨ４３４）
（オ’）ジアミノジフェニルスルホン ５０質量部
（カ）三塩化ホウ素のジエチルアミン錯体 ２質量部
上記の成分（イ’）及び成分（ウ’）を７０℃で均一に
混合した後、硬化剤として（オ’）を添加し、さらに、
硬化促進剤として（カ）を添加し、十分攪拌混合してエ
ポキシ樹脂組成物を得た。
混合した後、硬化剤として（オ’）を添加し、さらに、
硬化促進剤として（カ）を添加し、十分攪拌混合してエ
ポキシ樹脂組成物を得た。
【０１０２】このエポキシ樹脂組成物を１８０℃×２ｈ
加熱し、樹脂硬化物を得た。この樹脂硬化物を室温で、
石油類（原油、ナフサ、軽油、灯油）、純水、１２％水
酸化ナトリウム水溶液に浸漬したときの平衡時の寸法変
化率は石油類では０．５％以下であったが、純水、１２
％水酸化ナトリウム水溶液では０．８％であった。
加熱し、樹脂硬化物を得た。この樹脂硬化物を室温で、
石油類（原油、ナフサ、軽油、灯油）、純水、１２％水
酸化ナトリウム水溶液に浸漬したときの平衡時の寸法変
化率は石油類では０．５％以下であったが、純水、１２
％水酸化ナトリウム水溶液では０．８％であった。
【０１０３】一方、上記エポキシ樹脂樹脂を用いた以外
は実施例１と同様にして、ウェアリングを作成し、評価
を行った。
は実施例１と同様にして、ウェアリングを作成し、評価
を行った。
【０１０４】しかし、ポンプ使用開始から数分で焼きつ
きを生じ安定に運転することができなかった。
きを生じ安定に運転することができなかった。
【０１０５】
【発明の効果】本発明によれば、石油類、水、アルカリ
水溶液などのさまざまな流体を使用する場合において
も、流体の湿潤による寸法変化や劣化が小さい摺動部材
が提供され、耐久性、クリアランスを一定の範囲に保つ
ことが可能であり、安定性に優れ効率のよいポンプが提
供される。
水溶液などのさまざまな流体を使用する場合において
も、流体の湿潤による寸法変化や劣化が小さい摺動部材
が提供され、耐久性、クリアランスを一定の範囲に保つ
ことが可能であり、安定性に優れ効率のよいポンプが提
供される。
【図１】円筒状摺動部材の径方向の熱膨張を説明するた
めの模式図。
めの模式図。
【図２】摺動部材の使用個所を示すための、遠心型ポン
プの例の断面図。
プの例の断面図。
【図３】図２に示したポンプのシール部の詳細図。
【図４】摺動部材の使用個所を示すための、インペラー
型ポンプの例の断面図。
型ポンプの例の断面図。
【図５】図４に示したポンプのインペラー部の詳細図。
【図６】摺動部材の使用個所を示すための、立型ポンプ
の例の断面図。
の例の断面図。
【図７】摺動部材の使用個所を示すための、ベーンポン
プの例の断面図。
プの例の断面図。
【図８】ベーンのクリアランスを説明するための模式
図。
図。
【図９】実施例および比較例のポンプの吐出し量とポン
プ効率の関係を示すグラフ。
プ効率の関係を示すグラフ。
【図１０】実施例および比較例のポンプの吐出し量と全
圧力の関係を示すグラフ。
圧力の関係を示すグラフ。
【図１１】実施例および比較例のポンプの吐出し量と軸
動力の関係を示すグラフ。
動力の関係を示すグラフ。
１ インペラー
２ａ、２ｂ ケース
３ 主軸
４ ケースウェアリング
４ａ 吸い込み側ケースウェアリング
４ｂ 背面側ケースウェアリング
５ インペラーウェアリング
５ａ 吸い込み側インペラーウェアリング
５ｂ 背面側インペラーウェアリング
７ インペラー本体
８ ケース本体
２１ ブッシング
２２ ウェアリング
２３ シール部
３１ シールリング
４１ インペラー部
６１ スリーブ
７１ ベーン
７２ ローター
７３ クリアランス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 ４Ｆ０７１
Ｆ０４Ｂ 53/00 Ｆ０４Ｃ 2/344 ３３１Ａ ４Ｆ０７２
Ｆ０４Ｃ 2/344 ３３１ Ｆ０４Ｄ 29/02 ４Ｊ００２
Ｆ０４Ｄ 29/02 29/04 Ｇ ４Ｊ０３６
29/04 29/08 Ａ
29/08 Ｆ０４Ｃ 15/00 Ｄ
// Ｆ０４Ｃ 15/00 Ｆ１６Ｃ 33/20 Ａ
Ｆ１６Ｃ 33/20 Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｎ
(72)発明者 渡辺 哲司
神奈川県横浜市中区千鳥町８番地 日石三
菱株式会社中央技術研究所内
(72)発明者 開沼 芳和
神奈川県横浜市中区桜木町一丁目１番地８
日石菱油エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 小竹 公男
神奈川県横浜市中区桜木町一丁目１番地８
日石菱油エンジニアリング株式会社内
Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA06 CA13 CA22 CA53
CA54 DA08
3H040 AA00 BB11 CC14 DD11 DD36
3H044 AA00 BB00 BB05 CC12 CC18
DD01 DD05 DD28
3H071 AA01 BB00 CC26 CC31 CC47
EE07
3J011 SA05 SC20
4F071 AA39 AA42 AA43 AA51 AB03
AC13 AD01 AE02 AE17 AF54
AH17
4F072 AA04 AA07 AB10 AD23 AD27
AD28 AD30 AD37 AD42 AG03
AL16
4J002 BQ00X CD04W CD05W CD06W
CD13W CF00X CH08X DA016
EV217 FA046 FD010 FD016
FD090 FD140 FD147 FD150
GM00
4J036 AA01 AD01 AD08 AF01 AF06
AJ17 DD04 DD05 FB01 FB11
FB12 JA11 JA12
Claims (10)
- 【請求項１】 エポキシ樹脂組成物と炭素繊維とを含む
炭素繊維強化プラスチックからなる摺動部材であって、
該エポキシ樹脂組成物の硬化物の、２５℃における、石
油類、純水およびアルカリ水溶液を用いた膨潤による寸
法変化率がいずれも０．５％以下であることを特徴とす
る摺動部材。 - 【請求項２】 エポキシ樹脂組成物と炭素繊維とを含む
炭素繊維強化プラスチックからなり、流体に接触した状
態で使用する摺動部材であって、該エポキシ樹脂組成物
の硬化物の、２５℃における、該流体を用いた膨潤によ
る寸法変化率が０．５％以下であることを特徴とする摺
動部材。 - 【請求項３】 前記エポキシ樹脂組成物が（Ａ）エポキ
シ樹脂 １００質量部、および（Ｃ）ジアミノジフェニ
ルスルホン ２０〜４５質量部を含む請求項１または２
記載の摺動部材。 - 【請求項４】 前記エポキシ樹脂組成物が（Ａ）エポキ
シ樹脂および（Ｂ）熱可塑性樹脂を合計で１００質量
部、並びに（Ｃ）ジアミノジフェニルスルホン ２０〜
４５質量部を含む請求項１または２記載の摺動部材。 - 【請求項５】 前記エポキシ樹脂（Ａ）が、（ａ１）ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、（ａ２）ビスフェノー
ルＦ型エポキシ樹脂、（ａ３−１）フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、（ａ３−２）クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、および（ａ４）４官能グリシジルアミ
ン型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる一種または２
種以上のエポキシ樹脂を含む請求項３または４記載の摺
動部材。 - 【請求項６】 前記熱可塑性樹脂が、（ｂ１）フェノキ
シ樹脂、（ｂ２）ポリビニルホルマール樹脂、および
（ｂ３）共重合ポリエステル樹脂からなる群から選ばれ
る一種または２種以上の熱可塑性樹脂を含む請求項４記
載の摺動部材。 - 【請求項７】 前記炭素繊維が、引張弾性率が４５ＧＰ
ａ〜９５０ＧＰａの範囲にある連続炭素繊維である請求
項１〜６のいずれか一項記載の摺動部材。 - 【請求項８】 内筒側と外筒側とが対になって用いられ
る一対のウェアリング用円筒状摺動部材のうちの一方の
円筒状摺動部材用であって、他方の円筒状摺動部材との
間に形成されるクリアランスが該内筒側の円筒状摺動部
材の外径の０．４％以下である請求項１〜７のいずれか
一項記載の摺動部材。 - 【請求項９】 放射状の溝を有するローターと該溝に差
し込まれたベーンを有するベーンポンプのベーンとして
用いられる板状摺動部材用であって、ローターとの間に
形成されるクリアランスが０．３〜２．０ｍｍである請
求項１〜７のいずれか一項記載の摺動部材。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項記載の摺
動部材を備えることを特徴とするポンプ。
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|---|---|---|---|
| JP2001334885A JP2003138042A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 摺動部材およびポンプ |
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| PCT/JP2002/003609 WO2003037965A1 (fr) | 2001-10-31 | 2002-04-11 | Element coulissant et pompe |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=19149945
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|---|---|---|---|
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| TW (1) | TW554141B (ja) |
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2001
- 2001-10-31 JP JP2001334885A patent/JP2003138042A/ja active Pending
-
2002
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